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Creuser profondément la matière noire

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Creuser profondément la matière noire
Creuser profondément la matière noire

Environ dix kilomètres de tunnels et un kilomètre sous terre vous emmènent au Stawell Underground Physics Laboratory. Crédit : Imogen Kramp

Il faut environ une demi-heure pour atteindre le laboratoire de physique souterrain de Stawell. Trente minutes peuvent ne pas sembler longues, mais c’est une demi-heure passée à atterrir dans un camion qui serpente et tourne profondément dans les tunnels d’un noir absolu de Stawell Gold Mine.


Le professeur Elisabetta Barberio est imperturbable. Le physicien de l’Université de Melbourne et directeur du Centre d’excellence pour la physique des particules dans la matière noire a parcouru plusieurs fois le parcours d’un kilomètre de roche.

« Il fait plus chaud et humide », dit-elle, tandis que les phares des camions éclairent une autre paroi rocheuse incurvée dans l’obscurité, « mais le laboratoire est climatisé ».

Le Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL) est le seul laboratoire de physique souterrain de Hémisphère sud Son but est de répondre à l’une des questions fondamentales sur notre univers – est-ce que matière noire exister?

Pour l’instant, malgré des décennies de recherche, l’existence de l’obscurité publier Les particules sont théoriques – mais la façon dont notre univers se comporte nous dit que quelque chose doit être là.

En fait, sans lui, l’univers tel que nous le connaissons pourrait ne pas exister du tout.

Selon le professeur Barberio, nous ne pouvons vraiment observer qu’environ cinq pour cent de l’univers entier ; Le reste est constitué en partie de matière noire – les particules invisibles fondamentales qui constituent la majorité de la matière, n’ont pas de charge électrique, ne produisent pas de lumière et n’interagissent pas beaucoup avec tout ce que nous pouvons voir.

Le SUPL est le seul laboratoire souterrain de physique de l’hémisphère sud. Crédit : hyperbeamtv/Université de Melbourne

« Peu importe où nous nous trouvons sur Terre – sous terre ou au-dessus – nous avons des milliers, voire des millions, de particules de matière noire qui nous traversent et ne font rien pour nous. Pour ces particules, nous sommes transparents », explique le professeur. Barbério.

Mais pourquoi le laboratoire est-il au fond d’une mine d’or ?

« La recherche sur la matière noire doit être effectuée à cette profondeur sous terre pour empêcher le » bruit « et le rayonnement cosmiques. Les roches absorbent les rayons cosmiques, donc si vous allez assez profondément, vous pouvez les réduire à presque zéro », explique le professeur Barberio.

Des scientifiques italiens travaillant sur le projet DAMA/LIBRA affirment avoir détecté de la matière noire au laboratoire souterrain du Gran Sasso situé à l’intérieur d’une montagne, mais le signal qu’ils ont détecté fluctue tout au long de l’année, en fonction des saisons de la Terre.

« Alors que la Terre tourne autour du soleil, les particules de matière noire sont soufflées vers nous par un vent de face ou un vent arrière. S’il s’agit d’un vent de face, il y a plus de matière noire – s’il y a moins de vent arrière là-bas », explique le professeur Barberio.

C’est pourquoi le laboratoire SUPL est situé dans l’hémisphère sud, où les tests italiens peuvent être répétés et toute différence saisonnière peut être exclue.

Le laboratoire lui-même est un peu comme le repaire souterrain d’un méchant de Bond. Le professeur Barberio est d’accord.

« Tout cela fait partie de mon plan secret pour conquérir le monde. » Il ne tire pas tout à fait un rire sinistre.

L’expérience principale qui se déroule dans le laboratoire souterrain est connue sous le nom d’expérience sur l’iodure de sodium avec rejet de fond actif du sud (ou SABRE Sud en abrégé).

L’appareil utilisé pour détecter la matière noire occupera près d’un tiers du laboratoire complètement stérile, qui mesure 33 mètres de long, 10 mètres de large et 14 mètres de haut.

Il utilisera sept cristaux d’iodure de sodium ultra-pur placés dans des cylindres et enveloppés de cuivre, avec deux dispositifs très sensibles, appelés photomultiplicateurs, aux deux extrémités.

Ces sept cristaux – cultivés aux États-Unis et en Chine – sont placés dans un réservoir protégé contre les radiations rempli d’environ 12 tonnes métriques d’un liquide appelé benzène.

« Si le particules de matière noire Il interagit avec le cristal, produisant un flash de lumière qui est capté par les photomultiplicateurs », explique le professeur Barberio.

« De nombreuses expériences ont essayé de nombreux éléments différents, mais c’est l’expérience DAMA/LIBRA en Italie utilisant des cristaux d’iodure de sodium qui a produit cette lumière à partir de ce que nous pensons avoir interagi avec la matière noire. »

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    La recherche sur la matière noire doit avoir lieu profondément dans la Terre pour arrêter le « bruit » et les radiations cosmiques. Crédit : Imogen Kramp

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    Un modèle de cylindre de logement en cristal auquel les scientifiques s’habituent avant l’expérience. Crédit : Imogen Kramp

Et les propriétés de l’iodure de sodium le rendent très sensible.

« La matière noire interagit avec le noyau du cristal, donc la masse du noyau est importante. Selon la masse de la matière noire, différents matériaux auront une sensibilité différente.

« Donc, si la matière noire était une grande masse, un noyau avec une grande masse serait plus sensible. »

À ce stade, le professeur Barberio a remarqué mon visage vide.

« Pensez à une boule de billard. Si vous avez une grosse boule de billard et que la matière noire est une boule de billard beaucoup plus petite, vous ne pourrez pas déplacer la grosse boule – elle n’émettra donc pas de signal. Mais si votre matière noire la boule de billard est massive, elle va tout écraser.

Creuser profondément la matière noire

Le professeur Elisabetta Barberio et l’équipe SABRE recueilleront des données du laboratoire souterrain pendant les trois prochaines années. Crédit : Imogen Kramp

« Vous devriez avoir deux boules de billard – ou deux noyaux – de la même taille, puis vous obtenez une queue claire. »

SABRE collectera des données pour les trois prochaines années environ. Pour le contexte, le projet italien DAMA/LIBRA collecte des données depuis plus de vingt ans.

« Reproduire est une expérience difficile, c’est très délicat.

« Nous devons juste être capables de dire » oui « ou » non « si nous voyons le même signe que l’Italie, donc cela ne prendra pas longtemps.

« Mais si la réponse est oui – oh mon Dieu. »

Il y a maintenant cinq autres essais essayant de vérifier les résultats de la recherche italienne – en Espagne, en Corée, au Japon, en Autriche et aux États-Unis. Ce qui donne l’impression qu’il s’agit d’une sorte de course pour prouver l’existence de la matière noire.

Mais avec le seul détecteur de matière noire dans l’hémisphère sud, l’équipe de recherche de Stawell – composée de scientifiques de l’Université de technologie de Swinburne, de l’Université d’Adélaïde, de l’Université nationale australienne, de l’Université de Sydney, de l’Organisation australienne des sciences et technologies nucléaires ( ANSTO), ainsi que l’Université de Melbourne – est en siège Box pour la découverte majeure du siècle.

Le professeur Barberio semble en colère quand je dis cela, puis rit.

« Non seulement ce siècle – ce sera l’une des plus grandes découvertes de tous les temps – découvrez de quoi est fait l’univers. »


Trouver de la matière noire dans le noir


Introduction de
Université de Melbourne

la citation: Deep Prospecting for Dark Matter (2022, 22 août) Extrait le 23 août 2022 de https://phys.org/news/2022-08-deep-dark.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

29 août 2024

Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.

Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.

« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »

L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.

Missile Longue Marche 6 modifié. Image de la China Aerospace Science and Technology Corporation

Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.

« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.

Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.

Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.

« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »

Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.

« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »

En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.

« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP

Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.

Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».

Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.

Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.

Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg

Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694

Astrobiologie

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.

après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.

Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.

Une image à exposition temporelle capture la trajectoire enflammée d'une fusée Falcon 9 alors qu'elle s'éloigne de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink.
Une image à exposition temporelle montre la trajectoire enflammée d’une fusée Falcon 9 alors qu’elle s’éloignait de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink. Cette photo a été prise depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center voisin, où la mission Polaris Dawn attend son lancement sur un vol commercial comportant la première sortie dans l’espace non gouvernementale. Ce vol est désormais suspendu dans l’attente d’une enquête sur les raisons pour lesquelles le premier étage d’une fusée Starlink s’est brisé lors de l’atterrissage sur un drone SpaceX au large des côtes.

EspaceX


La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.

« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.

« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.

Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.

L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.

L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.

Une caméra montée sur le premier étage d'une fusée Falcon 9 a capturé une vue du drone
Une caméra montée sur le premier étage d’une fusée Falcon 9 a capturé une vue du « manque de gravité » du drone quelques instants avant l’atterrissage. Une caméra sur le drone montre le pont d’atterrissage éclairé par les gaz d’échappement de la fusée alors qu’elle s’approche du navire.

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Au moment de l'atterrissage, un incendie s'est déclaré et l'une des jambes d'atterrissage s'est effondrée.
Au moment de l’atterrissage, un incendie s’est déclaré et l’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée.

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Le missile est ensuite tombé dans l'océan Atlantique.
Le missile est ensuite tombé dans l’océan Atlantique.

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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »

Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.

Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.

« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »

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